AMB基板技术介绍

AMB（活性金属钎焊）是在DBC技术基础上发展起来的一种陶瓷与金属的封接方法。

与传统的DBC基板相比，采用AMB工艺制备的陶瓷基板不仅具有更高的热导率、更好的铜层结合力，还具有热阻更低、可靠性高等优点。另外，由于其加工过程可在一次加热中完成，操作简便、时间周期短、封接性能好、陶瓷的应用范围广，因此该工艺在国内外发展迅速，已成为电子设备中常用的方法。

AMB工艺说明

AMB是在钎料中添加活性元素，通过化学反应在陶瓷表面形成反应层，提高钎料在陶瓷表面的润湿性，使陶瓷与金属直接钎焊封接。

通常活性元素含量在2%~8%之间，活性较好。活性元素含量过高，钎料脆性增加，从而降低封接面强度。活性元素含量过低，钎料对陶瓷的润湿性下降，封接难以完成。

AMB的三种陶瓷材料

AMB工艺生产的陶瓷内衬主要应用于功率半导体模块，作为硅基、碳化物基功率芯片的基板。目前成熟的AMB陶瓷基板主要有：氧化铝、氮化铝、氮化硅基板。

目前Al2O3覆铜陶瓷基板主要应用于LED等小功率散热器件，AlN、Si3N4覆铜陶瓷基板主要应用于高铁、风力发电等大功率IGBT模块。

1. Al2O3陶瓷基板

Al2O3陶瓷应用广泛，成本最低，是目前工艺最成熟，性价比最高的AMB陶瓷基板，具有强度高、硬度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨、绝缘性能好等优良特性。

但由于氧化铝陶瓷导热系数低，散热能力有限，AMB氧化铝基板多用于功率密度较低，对可靠性要求不严格的领域。

2. AlN陶瓷基板

AlN陶瓷具有热导率高（理论热导率319W/(m·K)）、介电常数低、热膨胀系数与单晶硅相匹配、电绝缘性能好等特点，比传统的Al2O3基板材料具有更优异的性能，是微电子行业电路基板封装的理想材料。

目前，采用AMB工艺的氮化铝陶瓷基板（AMB-AlN）主要应用于高铁、高压变流器、直流输电等高压大电流功率半导体。但由于其机械强度相对较低，AMB-AlN覆铜基板的高低温循环冲击寿命有限，限制了其应用范围。

3. Si3N4陶瓷基板

AMB-SiN陶瓷基板具有热导率高（>90W/(m·K)）、铜层厚（可达800μm）、热容量大、传热性能好等特点，尤其当较厚的铜层焊接在较薄的AMB-SiN陶瓷上时，具有较高的载流能力和较好的传热性能。

此外，AMB-SiN陶瓷基板的热膨胀系数（2.4ppm/K）与SiC芯片（4ppm/K）接近，热匹配性好，适合裸片的可靠封装。

目前，AMB-SiN陶瓷基板是新能源汽车、光伏逆变器、风力发电机组、高压直流输电设备等要求高可靠性、高散热、低局部放电的应用场景的首选基板材料。

据统计，600V以上功率半导体使用的陶瓷基板主要有DBC和AMB工艺，其中AMB氮化硅基板主要用于电动汽车（EV）和混合动力汽车（HV）功率半导体，AMB氮化铝基板主要用于高铁、高压变流器、直流输电等高压大电流功率半导体。

结论
AMB陶瓷基板市场需求增加，其中电动汽车快速增长、SiC加速装机、新能源汽车快速增长是主要驱动因素。

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